Fundamentos de Energía, Materia y Transformaciones Químicas

Energía y combustibles fósiles

Fuentes de energía en México

• Gas natural
• Petróleo
• Combustóleo

Energías renovables

• Solar
• Eólica
• Geotérmica

Impactos ambientales

• Efecto invernadero: exceso de CO₂.
• Lluvia ácida: óxidos de azufre y nitrógeno.
• Smog fotoquímico: NOx + COV + luz solar.
• PM2.5: enfermedades respiratorias.
• Acidificación oceánica: exceso de CO₂.

Formación del petróleo

• Restos de plancton y algas.
• Alta presión y temperatura.
• Millones de años.

Cómo disminuir el impacto

• Energías renovables.
• Vehículos híbridos y eléctricos.

Clasificación de la materia

Sustancias puras

• Elemento: Un solo tipo de átomo (ej. Oro, Oxígeno).
• Compuesto: Dos o más elementos unidos químicamente (ej. Agua H₂O).

Mezclas

• Homogéneas: No se distinguen los componentes (ej. Aire, Agua con sal, Latón).
• Heterogéneas: Sí se distinguen (ej. Ensalada, Arena con limaduras de hierro).

Métodos de separación

• Filtración: sólido + líquido.
• Decantación: diferencia de densidad.
• Destilación: diferente punto de ebullición.
• Evaporación: evaporar el líquido.
• Imantación: uso de un imán.

Propiedades de la materia

• Extensivas: Dependen de la cantidad (Masa, Volumen).
• Intensivas: No dependen de la cantidad (Densidad, Color, Punto de fusión, Punto de ebullición).
• Físicas: No cambia la composición (Conductividad, Maleabilidad, Ductilidad).
• Químicas: Se forma otra sustancia (Combustión, Oxidación).

Cambios de estado

Procesos de cambio

• Fusión: sólido → líquido.
• Solidificación: líquido → sólido.
• Vaporización: líquido → gas.
• Condensación: gas → líquido.
• Sublimación: sólido → gas.
• Deposición: gas → sólido.

Comportamiento de partículas

• Sólido: Muy juntas, vibran.
• Líquido: Juntas, se deslizan.
• Gas: Muy separadas, libertad total, ocupan todo el recipiente.

Energía y calor

• Mayor temperatura = Mayor energía cinética.
• Calor latente: Energía necesaria para cambiar de estado sin cambiar la temperatura.

Ley de la conservación de la materia

La masa de los reactivos es igual a la masa de los productos. En un sistema cerrado, la materia no se crea ni se destruye.

Ejemplo: 60 g + 40 g = 100 g (Productos = 100 g)

Transformaciones de la energía

Tipos de energía

• Cinética, Potencial, Química, Térmica, Eléctrica, Luminosa, Eólica.

Conservación

La energía no se crea ni se destruye; solo se transforma.

• Lámpara: Eléctrica → Luminosa + Térmica.
• Fotosíntesis: Solar → Química.
• Central hidroeléctrica: Potencial → Cinética → Eléctrica.
• Automóvil: Química → Mecánica + Térmica.
• Pila: Química → Eléctrica.
• Molino: Eólica → Mecánica → Eléctrica.

Cambios físicos y químicos

Cambios físicos

No cambia la identidad de la sustancia y son generalmente reversibles (ej. cambios de estado, disolver sal, cortar materiales).

Cambios químicos

Se forma una sustancia nueva. Señales: cambio de color, formación de gas, precipitado o liberación/absorción de calor (ej. oxidación, combustión, digestión, fermentación).

Manejo de residuos y bioplásticos

Regla de las 3R

• Reducir: generar menos residuos.
• Reutilizar: volver a usar un objeto.
• Reciclar: transformar residuos.

Separación de residuos

• Orgánicos, Inorgánicos, Peligrosos.

Bioplásticos

Plásticos elaborados con recursos renovables (ej. PLA de maíz). Son biodegradables, aunque tienen mayor costo y menor resistencia que los derivados del petróleo.